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摘要：
工程建设项目是一个复杂，综合的经营活动，参与者涉及众多专业和部门，工程建设项目的生命期包括了建筑物从勘测、设计、施工，到使用、管理、维护等阶段，时间跨度长达几十年甚至上百年。本文研究项目建设各阶段的信息断层和信息流失问题，实现面向建设项目生命期的信息交换、共享和集成化管理，基于BIM信息集成平台，验证建筑工程信息集成和管理的理论、方法和技术，对于提高建筑产业效率和信息化管理水平，具有较高的实用价值和广阔的应用前景。
关键词：
信息集成；工程管理；BIM技术
随着我国建筑业的发展，越来越多的建筑朝着大型、多元、复杂的方向发展，该类项目的发展使得生产过程信息管理的内容越来越复杂。各阶段、各责任主体在管理过程中暴露出来的信息通道不畅、信息滞后、信息管理混乱、责权难分成为土木建筑工程管理中日趋严峻的问题。因此，为了适应大型、复杂工程建设项目信息管理的要求，协调处理好项目实施过程中全程、多方、多目标的信息管理内容，必须有相适应的能覆盖项目的建设全寿命错过程的、并将各参与方的目标控制考虑在内，并使其各方协调一致对工程项目进行一体化管理的方法。大型复杂工程建设项目的建设投资大、建设周期长、技术难度大、协同参与单位多元化、目标难度大。在实际管理中组织结构复杂，指令传达与信息反馈都随着项目的深入和参与人员的构成变得更为复杂，这给工程信息集成与管理提出了更高的要求。具体体现在信息处理效率低，在项目管理的传统模式中常以单线书面呈递、处理、下达、备案，这就造成了管理环节上的信息决策反馈不及时、归类整理不精确等问题；信息交流不充分，单线处理与多头协作使的在实际工程问题处理和信息管理脱节；信息处理成本高，分工却无法很好的协作，分类查询消耗人力、物力，反复核对和返工是难以避免的管理问题。进一步使得工程管理和信息集成难度加大，成本提高；阶段信息割裂目标难保证，该类建筑长周期、技术复杂使得各阶段存在一种相对孤立的状态，信息无法良好的从本阶段的各关节流入到下阶段的相关技术人员手中，使得信息管理和利用效率降低，导致目标控制的难度进一步加大，最终使得目标失控。为了有针对性的解决问题，必须面向建设项目生命周期的全过程进行管理。现阶段应用系统均为基于几何数据模型，通过IGES、DWG、DXF等图形图像信息交换标准进行数据交流与处理。该类信息传递和共享只是几何数据，建设项目的相关勘察、结构设计、材料信息以及施工等工程信息仍无法知直接交流。要建立切实高效的信息集成，关键在构建新的信息模型理论和建模方法。在几何模型基础上建立面向建设项目全生命期的工程数据模型，并基于国际标准实现工程信息的交换、共享和管理。而BIM便是信息有效管理的关键技术。通过BIM在工程建设生命周期内的应用有效的建设工程进行信息管理和使用增值。建筑信息模型（BIM）技术能够通过计算机三维模型的而建立有效的辅助建筑工程领域的各方的信息集成、交流与协作工作，实现建设工程生命期管理的技术关键。建筑信息模型技术一方面指政策、过程和技术的集成，从而建立一种建设工程全寿命周期内的信息集成与技术管理方法。协同建筑设计和管理技术以及过程控制三方面的内容。以三维数字技术为基础，集成建筑工程项目设计和施工中相关信息的工程数据模型，BIM是对工程项目结构实体与功能特性的数字化表达。该技术对分布式、异形结构大型复杂工程项目管理中多元、多阶段、多组织结构信息交互提供可交流的单一工程数据源，解决了管理过程中的信息一致性和全局共享性问题。
一、BIM一般具有以下特征：
a.工程数字模型的完备性。三维数字模型对工程项目进行了3D几何信息和拓扑关系的描述，同时还完整的包括了工程项目信息的描述，如工程对象的具体名称、结构类型、材料信息、工程性能等设计信息；工程施工顺序、进度目标、成本管理、质量控制以及人员、材料、机械设备等施工信息；材料耐久性、安全性及相关维护信息；各项目对象之间的工程逻辑关系等。b.模型信息的关联性。三维模型中结构构件的各信息内容是相互关联的，系统通过对模型信息的统计和分析，生成相应的图形和文档。并在模型中某个信息或者构件发生变化地点同时实时更新相应内容，保证了模型的完整和准确性，为管理提供基础平台。c.模型信息的一致性。在建设工程生命周期内的不同阶段同一构件信息无需重复输入，而且能够自动演化信息模型，并可在模型的不同阶段对其进行修改和扩展，且不需要重新创建，进一步减少了信息的交互的滞后和不一致性的问题。以上几点特性使得BIM在建设工程的全寿命周期内为建设工程项目带来更好的效率和效益。如进在目标控制的前提下提高交付速度，从而加快工程进度节省时间。通过的集成的模型数据信息，更好的提高了各组织间的协同工作效率，减少错误发生、节约成本。提高了工作质量并未企业带来新的利润增长点。建筑工程项目的实施涉及到业主、咨询单位、勘察、设计、施工、监理、运营等众参与方，工程规模庞大技术复杂的特点使得所产生的BIM模型数据结构复杂、格式各异，不同管理组织单位对数据的使用需求不相同。而对于需要共享的数据模型，在建设项目的生命周期内各方组织谁来创建BIM信息、如何创建使得项目能够满足各方使用是实现BIM应用的途径问题。而如何确保BIM数据的存储和分布异构数据的共享，是建立BIM的技术问题。
二、工程项目的信息化管理在BIM中的应用主要体现在项目信息的创建、共享、管理几方面。
实现的过程存在以下几点问题：a.建设项目的BIM信息创建需要专业的软件系统才得以实现。现阶段基于BIM的工程软件主要集中在设计阶段使用，例如RevitBuilding、ArchiCAD等。其他工程阶仍缺少足够的专业软件支撑信息集成。b.实现BIM信息化管理的前提是BIM信息的存储与传递。基于IFC建立的中央数据存储，允许由分布式的、异构的应用系统访问和修改，从而实现数据集成，是目前BIM信息存储的主要方式。集中信息模型存储方案还不成熟。c.共享和集成建设项目BIM信息的方式还较少。目前主流使用的CAD厂商开发了BIM系列软件，例如Autodesk公司的Revit系列软件包括RevitBuilding、RevitStructure、RevitMEP。这些系统虽然对项目文件进行了数据的集成和共享，但却不能够支持面向建设全生命周期的、分布式异构系统之间的信息集成与共享。为解决以上问题，本着从规划、勘察、设计、施工、使用不同阶段的应用出发，建立相应的模型数据提出以BIM子模型为核心的面向项目建设的各阶段和应用的创建方法。模型建立的基本思路是随着工程项目的进展和需要分阶段的创建各阶段的BIM信息。针对各阶段的不同应用建立BIM子模型数据，随着项目的进展从规划到勘察设计、施工、运营使用不同阶段分别建立各自的模型数据。各子模型数据能够自动演化，模型建立者通过对上一阶段的模型数据的提取、扩展、集成最终形成本阶段的信息模型，也可以针对具体的某项应用完成数据模型并生成子模型数据。在工程的进展过程中根据项目建设发展最终形成面向建设项目生命周期的完整的信息模型。项目的模型的建设从规划阶段到设计阶段，从施工阶段到运营阶段，工程项目模型信息随着项目建设逐步完成，最终形成完整描述建筑生命期的工程信息集合。每个阶段以及每个阶段中模型系统根据自身的信息交换需求，定义该阶段和面向特定工程应用的信息交换子模型。应用系统通过提取上一阶段信息和集成子模型实现数据的集成与信息的共享。例如规划阶段主要产生各种文档数据，这些数据以文件的形式进行存储。设计阶段则根据规划阶段的信息进行设计并根据建筑、结构、给排水等专业产生大量的几何数据，且建筑设计与结构设计、建筑设计与给排水设计、建筑设计与暖通设计信息之间存在着数据协同访问的需求。这些需求通过不同的子信息模型与整体BIM模型进行交互与共享。施工阶段则可以根据需求提取规划和设计阶段的部分信息，供施工阶段的应用软件使用，例如4D施工管理、成本概算分析等。这些应用软件会产生新的信息并集成到整体BIM模型中。到运营维护阶段，BIM模型集成了之前个阶段的的工程信息，供运营维护应用系统调用。由于BIM的应用使得各阶段的工程信息得以集成和保存，从而解决信息流失和信息断层等问题。实现建设项目生命期各阶段的信息共享和充分利用，在项目实施过程中优化设计、合理制定计划、精确掌握施工进程，合理安排施工资源以及科学进行场地布置，对于提高建筑行业信息化水平，缩短工期，降低成本，提高质量，提升建筑行业企业的竞争力，具有深远的影响。
作者：冯波 单位：西京学院土木工程学院
参考文献
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